JP2014050766A

JP2014050766A - ノズルチップ

Info

Publication number: JP2014050766A
Application number: JP2012194712A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Hasegawa; 正治長谷川; Nobuaki Hayasaka; 宜晃早坂; Hirokazu Utsumi; 宏和内海; Keisuke Ura; 啓祐浦; Takeshi Chiyokubo; 毅千代窪; Isayuki Sato; 勲征佐藤; Yoichi Watanabe; 洋一渡邊
Original assignee: Kami Electronics Ind Co Ltd; Miyagi Prefectural Government.
Current assignee: Kami Electronics Ind Co Ltd; Miyagi Prefectural Government.
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: JP6028910B2

Abstract

【課題】高圧かつ微少流量での噴射を必要とする高圧二酸化炭素塗装方法において、塗装品質を安定して保つ塗装用ガンのノズルチップを提供する。
【解決手段】塗装対象物に塗料を付着させる塗装用ガンのノズルチップにおいて、塗料組成物が流出する流路が、前記塗料組成物の出口側から形成されてなる溝の底部と、前記塗料組成物の導入流路側から形成されてなる有底孔の先端とが重なる部分によって形成されてなる、塗装対象物に前記塗料組成物を付着させるための塗装用ガンのノズルチップであって、前記流路は、塗料の流出方向の長さが０．００１ｍｍ〜０．０５０ｍｍであり、前記流路の塗料の流出方向と直交する最小断面は、面積が直径０．０３ｍｍ〜０．２０ｍｍの円と同等であり、短軸長さと長軸長さとの比が１：１〜１：３０であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装対象物に塗料組成物を噴き付けるためのスプレーガンのノズルチップに関し、特に分散媒の少なくとも一部を超臨界状態の二酸化炭素で代替した、塗料組成物に適したノズルチップに関するものである。

スプレーガンを用いて塗装を行うには、塗料の基材となる高分子化合物を溶解する有機溶媒を分散媒として用いたり、水を分散媒とした塗料組成物のエマルションを用いたりするのが一般的である。これに対し、例えば特許文献１および２には、超臨界状態の二酸化炭素を、分散媒または希釈溶剤の一部または全部として用いる、二酸化炭素塗装方法が開示されている。

これによれば、ＶＯＣ発生を大幅に抑えることができる低環境負荷型の塗装方法であり、エアスプレー法やエアレススプレー法では困難な薄膜かつ平滑性の高い塗膜を形成できるとしている。

そして、二酸化炭素塗装方法では、超臨界状態を得るために、例えば７〜１５ＭＰａの高圧噴霧が必要で、さらに高品質な塗膜を得るために例えば１５〜５０ｇ／ｍｉｎの微少な質量流量を安定して維持する必要があるため、エアレスタイプの高圧噴霧ノズルが使用される。噴霧圧力、噴霧流量、噴霧パターンの最終的な制御は、このノズルに装着されるノズルチップの開口径（相当径）とその形状に依存するため、ノズルチップの開口部の形状を維持することは極めて重要である。

図４は、エアレススプレーなどで用いる、従来の高圧塗装用ノズルチップの一例の内側の形状を示す図で、図４（ａ）は、側面の断面、図４（ｂ）は正面図である。図４に示した例は、導入流路から設けられた溝の先端２０とノズルチップ前面より設ける溝底部２１が交差して流路２２が形成される。上記ノズルチップ構造において、導入流路からの高圧液流は先端の流路２２に向かって流れて衝突し、扇状膜となって高速で噴射され微細な粒子となって塗装対象物に塗料を付着させる。

特開２０１２−０８６１５０号公報特開２０１２−０８６１５１号公報

前記公知のノズルチップを高圧二酸化炭素塗装方法のような高圧かつ微少流量を噴射する塗装方法に適用する場合、以下のような現象が発生する。つまり、ノズルチップの流路の縁２３が鋭く尖る構造であるため、流路の縁２３の摩耗が急速に進行し流路２２が拡がる。この現象が発生すると、高圧二酸化炭素塗装方法において、高品質な塗膜を得るのに不可欠である微少流量を安定して維持することができないため、塗装品質を安定して保てないという課題がある。

従って、本発明の課題は、高圧を要する塗装方法、例えば高圧かつ微少流量での噴射を必要とする高圧二酸化炭素塗装方法において、塗装品質を安定して保つ塗装用ガンのノズルチップを提供することである。

本発明は、前記課題に鑑み、前記流路の縁の摩耗に対処する方法を、鋭意検討した結果なされたものである。

即ち、本発明は、塗料組成物が流出する流路が、前記塗料組成物の出口側から形成されてなる溝の底部と、前記塗料組成物の導入流路側から形成されてなる有底孔の先端とが重なる部分によって形成されてなる、塗装対象物に前記塗料組成物を付着させるための塗装用ガンのノズルチップであって、前記流路は、塗料の流出方向の長さが０．００１ｍｍ〜０．０５０ｍｍであり、前記流路の塗料の流出方向と直交する最小断面は、面積が直径が０．０３ｍｍ〜０．２０ｍｍの円と同等であり、短軸長さと長軸長さとの比が１：１〜１：３０であることを特徴とするノズルチップである。

また、本発明は、前記有底孔の形状が塗料の流出方向に狭まる溝であることを特徴とする、前記のノズルチップである。

また、本発明は、前記有底孔の形状が角柱または円柱の少なくともいずれかであることを特徴とする、前記のノズルチップである

本発明によれば、塗料組成物の出口側から形成されてなる溝の底部と、前記塗料組成物の導入流路側から形成されてなる有底孔の先端とが、重なる部分によって形成されてなる流路の塗料流出方向の長さが０．００１ｍｍ〜０．０５０ｍｍの範囲内で制御され、前記流路の塗料の流出方向と直交する最小断面積が直径０．０３ｍｍ〜０．２０ｍｍの円と同等の面積に制御されることによって、微少流量を安定して維持できる。さらに、望ましい噴霧パターンを得るために、前記流路の最小断面の短軸長さと長軸長さの比が、１：１〜１：３０に制御される。これにより二酸化炭素塗装方法の特徴である薄膜でありながら表面が極めて平滑性の高い塗膜を安定して得ることができる。

本発明に係るノズルチップの一例を示す図、図１（ａ）は側面の断面図、図１（ｂ）は正面図。本発明に係るノズルチップの他の例を示す図、図２（ａ）は側面の断面図、図２（ｂ）は正面図。本発明の実施の形態に係る塗装設備の一例を模式的に示した図従来の高圧塗装用ノズルチップの一例の内側の形状を示す図で、図４（ａ）は、側面の断面、図４（ｂ）は正面図。

図３は、本発明の実施の形態に係る塗装設備の一例を模式的に示した図である。図３において、１３は塗料組成物タンク、１４は二酸化炭素ボンベ、１５塗料組成物用ポンプ、１６は二酸化炭素用ポンプ、１７は混合装置、１８は噴霧ガン、１９は塗装対象物である。この図に示した装置は、高圧二酸化炭素塗装装置であって、高圧で二酸化炭素と塗料組成物を均一に混合できる混合機１７を備え、二酸化炭素と塗料の混合を、例えば６〜１０ＭＰａの範囲で十分な二酸化炭素溶解量を保ちながら、一相状態を保持して行うことが可能で、かつ一相状態を保持しつつ、噴霧ノズルに供給できる。

図１は本発明に係るノズルチップの一例を示す図で、図１（ａ）は側面の断面図、図１（ｂ）は正面図である。この例は、塗料組成物の導入流路側と、塗料組成物の出口側の両方から溝を形成した例である。

このノズルチップは、スプレーガンなどに予め設けられたノズルチップホルダーに嵌合、装着して使用される。ノズルチップの導入流路の溝の先端１とノズルチップ前面より設ける溝底部２が交差して形成される流路の縁３に微細な追加工を施すことで、塗料流出方向に長さ４、つまり図１にｔ_１なる寸法を示した部分が形成される。

ノズルチップの導入流路の溝の先端１とノズルチップ前面より設ける溝底部２が交差して形成される流路の塗料流出方向の長さｔ_１は０．００１ｍｍ〜０．０５０ｍｍの範囲内で高精度に制御される。さらに、微少流量を得るために前記流路の塗料の流出方向と直交する最小断面５の投影面積Ｓは直径０．０３ｍｍ〜０．２０ｍｍの円と同等の面積に制御される。この投影面積Ｓは、ノズルチップの導入流路の溝の先端１とノズルチップ前面より設ける溝底部２が交差して形成される流路の縁３に微細な追加工を施すことで形成される塗料流出方向の長さ４により安定に維持され、よって微少流量を維持できる。さらに、望ましい噴霧パターンを得るために、前記流路の塗料の流出方向と直交する最小断面５の投影面短軸長さＡと長袖長さＢの比が、１：１〜１：３０に制御される。これにより二酸化炭素塗装方法の特徴である薄膜でありながら表面が極めて平滑性の高い塗膜を安定して得ることができる。

図２は、本発明に係るノズルチップの他の例を示す図で、図２（ａ）は側面の断面図、図２（ｂ）は正面図である。この例は、塗料組成物の導入流路側に円柱形状の有底孔を設けた例で、ノズルチップの導入流路の溝の先端７とノズルチップ前面より設ける溝８が交差して形成される流路の縁９に微細な追加工を施すことで、塗料流出方向に長さ１０、つまり図１にｔ_２なる寸法を示した部分が形成される。

ノズルチップの導入流路の溝の先端７とノズルチップ前面より設ける溝８が交差して形成される流路の塗料流出方向の長さｔ_２は０．００１ｍｍ〜０．０５０ｍｍの範囲内で高精度に制御される。さらに、微少流量を得るために前記流路の塗料の流出方向と直交する最小断面１１の投影面積Ｓは直径０．０３ｍｍ〜０．２０ｍｍの円と同等の面積に制御される。この投影面積Ｓは、ノズルチップの導入流路の溝の先端７とノズルチップ前面より設ける溝８が交差して形成される流路の縁９に微細な追加工を施すことで形成される塗料流出方向の長さ１０により安定に維持され、よって微少流量を維持できる。さらに、望ましい噴霧パターンを得るために、前記流路の塗料の流出方向と直交する最小断面１１の投影面短軸長さＡと長袖長さＢの比が、１：１〜１：３０に制御される。これにより二酸化炭素塗装方法の特徴である薄膜でありながら表面が極めて平滑性の高い塗膜を安定して得ることができる。

以上に説明したように、本発明によれば、二酸化炭素塗装方法の適したノズルチップを提供することができ、品質の高い塗膜を安定的に得ることができる。なお、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、その特徴事項から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点て単なる例示に過ぎず、限定的に解釈されてはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。

１，２０・・・導入流路の溝の先端２，８，２１・・・ノズルチップ前面より設ける溝
３，６，２３・・・流路の縁５，１１，２２・・・流路
１３・・・塗料組成物タンク１４・・・二酸化炭素ボンベ
１５・・・塗料組成物用ポンプ１６・・・二酸化炭素用ポンプ
１７・・・混合装置１８・・・噴霧ガン１９・・・塗装対象物

Claims

塗料組成物が流出する流路が、前記塗料組成物の出口側から形成されてなる溝の底部と、前記塗料組成物の導入流路側から形成されてなる有底孔の先端とが重なる部分によって形成されてなる、塗装対象物に前記塗料組成物を付着させるための塗装用ガンのノズルチップであって、前記流路は、塗料の流出方向の長さが０．００１ｍｍ〜０．０５０ｍｍであり、前記流路の塗料の流出方向と直交する最小断面は、面積が直径０．０３ｍｍ〜０．２０ｍｍの円と同等であり、短軸長さと長軸長さとの比が１：１〜１：３０であることを特徴とするノズルチップ。
前記有底孔の形状が塗料の流出方向に狭まる溝であることを特徴とする、請求項１に記載のノズルチップ。
前記有底孔の形状が角柱または円柱の少なくともいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載のノズルチップ。